Question

Um balão de hidrogênio de peso igual a 500N está preso a um fio em equilíbrio estático vertical. Seu volume é igual a 75 m³ . Adote g=10 m/s². Densidade do ar- 1.25 Kg/m³. Determine:

a) O empuxo exercido pelo ar sobre o balão;
b) A tração no fio que sustenta o balão.

Answer 1

E = ρF * Vd * g

E → Empuxo;
ρF → Densidade do fluido (líquido ou gás);
Vd → Volume deslocado;
g → Ac. gravidade...

Sendo ⇒
ρF = 1,25 Kg / m³ (densidade do ar, fluido em questão);
Vd =75 m³ (é o volume do balão, e como o balão está totalmente "imerso" no ar (está totalmente no ar, ele desloca 75 m³ de ar para ocupar esse espaço);
g = 10 m/s²...

E = 1,25 * 75 * 10
E = 937,5 Newtons ⇒ Força de empuxo do ar no balão !

O balão está em equilíbrio estático, ou seja, as forças que atuam nele se anulam... 

Força "para cima" ⇒ Empuxo do ar (E);
Forças "para baixo" ⇒ Peso do corpo(P), provocado pela gravidade e tração da corda (T), que segura o balão no chão...

Equilíbrio estático ⇒ Força "para cima" = Forças "para baixo" 

Ou seja, E = P + T → Sendo ⇒ E = 937,5 N e P = 500 N :

937,5 = 500 + T
937,5 - 500 = T
T = 437,5 Newtons ⇒ Tração da corda !